高中物理有關圖象教學初探

鄧德忠

摘要：在歷年的高考試題中，至少有一道試題專門考查物理圖象問題，在其它試題中有時也會涉及物理圖象。在各教科書中，也有許多知識使用圖象的方式呈現，還有些知識就是運用圖象的方法得出。部分試題，除了常規解法外，還可以另辟蹊徑，使用圖象法解題，起到事半功倍的效果。

關鍵詞：高中物理;圖象教學

一、運用圖象教學的意義

恰當利用圖象可以幫助學生高效掌握物理概念和物理規律。圖象以其形象直觀的特點，能給予學生最直接、最深刻的印象，更容易突出概念和規律的本質，更好構建知識網絡，更快學會必備知識，為形成關鍵能力打好基礎。正確運用圖象，也可以幫助學生直觀理解實驗原理，簡化分析過程，更好地掌握實驗器材的使用，準確分析實驗數據，迅速得出正確的結論，并恰當地進行誤分析或者實驗方法的改進。在分析、解決生活、生產中實際問題時，適當地運用圖象，還可以使分析過程更便于理解，分析方法更別具一格，有利于訓練學生的學科素養、形成核心價值，體現考核的“基礎性、綜合性、應用性和創新性”。

二、分析物理圖象的步驟和方法

在數學中，常量和變量一看便知。在物理中，常量和變量都用字母表示，要結合具體情況或者題意辨別。

1.確定變量和常量

坐標軸代表的物理量為變量，除此外都是常量。

2.確定變量間的關系

由物理公式或者數學知識確定物理變量間的關系，運用的物理公式常常是某一特定物理過程所反應的物理規律，從而我到物理變量間定量關系，高中物理圖象以線性主為，少數出現分析曲線圖象的情況，線性關系比較容易處理，實際意義更大。

用來建立物理量間的函數關系式的公式一般不會很多，少則一個公式，通常兩到三個公式的情況居多，使用的物理公式越多，建立的關系式就會越復雜，關系式太復雜也不便于分析處理實際問題。

分析各量間的關系時，還須注意各量的變化在實際過程中是否可控，否則建立的物理量間的關系是無效的。

3.分析物理圖象的數學含義和物理意義

分析圖象中的斜率具有非常重要的意義，圖象的斜率往往表示一個物理量。線性圖象的斜率是定值，曲線圖象的切線斜率是變化的，圖象切線的斜率變化，根據有關斜率的數學知識分析。

具有特定的物理意義。在分析圖象時，要聯系具體情況正確找出兩截距的物理意義，才能解決具體問題，線性圖象截距的物理意義應用更廣泛。

還有，有時圖象和橫軸圍成的面積也具有一定的物理意義，要聯系具體情景準確判斷。如物體作直線運動時的v-1圖象與橫軸圍成的面積表示物體的位移。

最后，還要從利用圖象解決問題的方法方面進行提煉，得出分析問題的一般方法。在人教版物理必修1中，從勻速直線運動的速度圖象出發，分析得出了勻變速直線運動的平均速度公式和位移公式，運用的方法為“微元法”。把這種方法推廣，可以得出一些新的結論，如F-x圖象與橫軸圍成的面積表示力做的功、F-t圖象與橫軸圍成的面積表示力的沖量等結論。

4.在分析、解決與圖象相關問題時，必須要注意，涉及的圖象是矢量圖象還是標量圖象，矢量的大小變化是看物理量絕對值大小的變化，標量的大小變化可以根據圖象上升或下降來判斷，注意區別數學和物理在分析圖象單調性的異同。

三、典例分析

例題.如圖所示，豎直放置的“U”形光滑導軌寬為L，矩形勻強磁場Ⅰ、Ⅱ的高和間距均為d，磁感應強度為B。質量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進入磁場Ⅰ和Ⅱ時的速度相等。金屬桿在導軌間的電阻為R，與導軌接觸良好，其余電阻不計，重力加速度為g。金屬桿（）

7×6-3×3=33

A.剛進入磁場Ⅰ時加速度方向豎直向下

B.穿過磁場Ⅰ的時間大于在兩磁場之間的運動時間

C.穿過兩磁場之間的總熱量為4mgd

由于金屬桿進入磁場Ⅰ后做加速度逐漸減小的減速運動，速度圖象為“凹”形，而在兩磁場之間做勻加速運動，運動過程如圖所示（其中v₁為金屬桿剛進入Ⅰ時的速度，、為金屬桿剛出Ⅰ時的速度），圖線與時間軸所圍的面積表示位移，兩段運動的位移相等，所以穿過磁場Ⅰ的時間大于在兩磁場之間的運動時間，選項D正確，A錯誤。（答案BC）

參考文獻

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